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variação de entropia

Um sistema contendo quatro moles de um gás ideal sofre um processo de expansão no qual dobra seu volume na fase final. Se a expansão for isotérmica, a T = 400 K e o trabalho envolvido for 9000 kJ, determine a variação de entropia.

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Para determinar a variação de entropia nesse processo, podemos utilizar a equação: ΔS = q/T Onde ΔS é a variação de entropia, q é o calor transferido e T é a temperatura em Kelvin. Nesse caso, o trabalho envolvido é dado como 9000 kJ. Como o processo é isotérmico, a temperatura é constante e igual a 400 K. Sabemos que o trabalho realizado em um processo isotérmico é dado por: w = -nRT ln(Vf/Vi) Onde w é o trabalho, n é o número de moles, R é a constante dos gases ideais, T é a temperatura e Vf e Vi são os volumes final e inicial, respectivamente. Dobrando o volume, temos que Vf = 2Vi. Substituindo os valores na equação do trabalho, temos: 9000 kJ = -4 mol * 8,314 J/mol·K * 400 K * ln(2) Agora, podemos resolver essa equação para encontrar o valor de ln(2): ln(2) = 9000 kJ / (-4 mol * 8,314 J/mol·K * 400 K) ln(2) ≈ -0,683 Agora, podemos calcular a variação de entropia: ΔS = q/T = (9000 kJ) / (400 K) = 22,5 J/K Portanto, a variação de entropia nesse processo é de aproximadamente 22,5 J/K.

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